FR2930092A1

FR2930092A1 - CIRCUIT AND METHOD FOR CONTROLLING PENCIL CANDLES TO PROTECT THEM FROM POLARITY ERROR.

Info

Publication number: FR2930092A1
Application number: FR0952079A
Authority: FR
Inventors: Hans Peter Schmidt; Ulrich Kawa; Frank Lehmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2009-10-16
Also published as: DE102008001114A1; ITMI20090546A1; IT1393819B1; CN101557218A

Abstract

Circuit et procédé de commande (10) pour des bougies-crayons destiné à les protéger contre les erreurs de polarité comportant une unité de commande (30) d'une bougie-crayon (20). L'unité de commande comporte un premier transistor à effet de champ (FET1) branché dans le chemin de courant (P) commun de la bougie et un second transistor à effet de champ (FET2) branché en opposition avec le premier transistor à effet de champ (FET1) pour bloquer le passage du courant dans le chemin (P) dans les deux directions. Une unité de commutation (40) active le second transistor (FET2) pour libérer le passage du courant dans la direction (D) du chemin de courant (P) correspond dans la polarité prescrite de la bougie-crayon (20).Circuit and control method (10) for candle-pens for protecting them against polarity errors comprising a control unit (30) of a candle-pencil (20). The control unit comprises a first field effect transistor (FET1) connected in the common current path (P) of the spark plug and a second field effect transistor (FET2) connected in opposition to the first field (FET1) to block the passage of current in the path (P) in both directions. A switching unit (40) activates the second transistor (FET2) to release the flow of current in the direction (D) of the current path (P) corresponding to the prescribed polarity of the candle-pencil (20).

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un circuit de commande pour des bougies-crayons destiné à les protéger contre les erreurs de polarité, comportant une unité de commande pour commander une bougie-crayon, l'unité de commande ayant un premier transistor à effet de champ branché dans le même chemin de courant que la bougie-crayon. L'invention concerne également un procédé de commande de bougies-crayons, pour protéger contre les erreurs de polarité, corn-portant une unité de commande pour commander une bougie d'allumage, l'unité de commande ayant un premier transistor à effet de champ branché dans un chemin de courant commun avec la bougie-crayon. Enfin l'invention concerne l'utilisation d'un circuit dédié 15 ASIC pour la protection du circuit. Etat de la technique L'appareil actuel de commande en fonction du temps de bougies-crayons des quatre marques mondiales Nagarez, Bosch, BERU et NGK est équipé des circuits ASIC L9524 de la société STM qui pro- 20 duit un nombre considérable de telles pièces. Ce circuit ASIC est un circuit indépendant, commandé par la commande électronique de données EDC avec une tension d'alimentation propre selon le principe de fonctionnement maître-esclave. Un tel appareil de commande du temps de fonctionnement peut être endommagé ou occasionner des dommages 25 s'il est par exemple mal branché par le client dans le véhicule. C'est pourquoi de plus en plus les clients exigent une protection contre les erreurs de polarité ou détrompage pour éviter qu'en cas de batterie branchée de façon inversée, les bougies et l'appareil de commande ainsi raccordés ne soient pas endommagés par 30 le passage du courant dans des diodes parasitaires d'un circuit de commande FET (transistor à effet de champ). But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif de protection contre les erreurs de polarité du circuit de commande 35 des bougies-crayons, qui soit fiable, simple à réaliser, économique. En principe il existe différentes possibilités pour réaliser une telle protection contre l'erreur de polarité. C'est ainsi que l'on peut envisager le montage d'un relais dans le chemin principal du circuit de commande des bougies-crayons. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit for candle-pens for protecting them against polarity errors, comprising a control unit for controlling a candle-pencil, the control unit having a first transistor to field effect plugged into the same current path as the candle-pencil. The invention also relates to a method for controlling candle-pens, to protect against polarity errors, comprising a control unit for controlling a spark plug, the control unit having a first field-effect transistor. plugged into a common current path with the candle-pencil. Finally, the invention relates to the use of a dedicated ASIC circuit for protecting the circuit. STATE OF THE ART The current time control apparatus for candle-pencils of the four global brands Nagarez, Bosch, BERU and NGK is equipped with ASIC L9524 circuits of the STM company which produces a considerable number of such parts. . This ASIC is an independent circuit controlled by the EDC electronic data controller with its own supply voltage according to the master-slave operating principle. Such an operating time controller may be damaged or cause damage if, for example, it is incorrectly connected by the customer in the vehicle. This is why more and more customers are demanding protection against polarity or mispitching errors so that, in the event of a reverse battery, the spark plugs and control unit thus connected are not damaged by the battery. passage of current in parasitic diodes of a control circuit FET (field effect transistor). OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to develop a protection device against polarity errors of the control circuit 35 of candle-pens, which is reliable, simple to produce, economical. In principle there are different possibilities to achieve such protection against polarity error. Thus it is possible to consider mounting a relay in the main path of the control circuit candles-pencils.

Mais pour des courants forts cela se traduit par un encombrement élevé du fait de la taille nécessaire du relais. De plus on a des limites concernant les contraintes de secousses et les évacuations de chaleur. D'autre part, il est possible de monter une diode dans le chemin principal. La perte de tension engendrée par la diode peut dé-passer 1 V ce qui impose des limites de fonctionnement aux tensions basses. En outre la taille des diodes et leur puissance pour des courants élevés est problématique. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un circuit de commande 15 du type défini ci-dessus caractérisé par un second transistor à effet de champ branché en opposition avec le premier transistor à effet de champ de façon à bloquer le passage du courant dans les deux directions du chemin de courant, et une unité de commutation pour activer le second transistor de manière à libérer le passage du courant dans la 20 direction du chemin de courant, lorsque la polarité correspond à celle prescrite pour la bougie-crayon. Un point essentiel de l'invention se situe dans la simplicité de la construction du circuit de commande qui ne prévoit qu'un second transistor à effet de champ relié en opposition avec le premier 25 transistor pour bloquer le passage du courant dans les deux directions du chemin de courant. Le moyen de commutation permet d'activer le second transistor pour libérer le passage du courant dans le chemin de courant qui correspond à la polarité prescrite pour la bougie-crayon . La simplicité de construction de ce circuit de protection contre les défauts 30 de polarité, le rend particulièrement fiable et économique. Selon un mode de réalisation avantageux les deux transistors à effet de champ sont réalisés respectivement comme transistors à canal P ou à canal N. But for strong currents this results in a large footprint because of the size of the relay required. In addition, there are limits for shaking stress and heat evacuation. On the other hand, it is possible to mount a diode in the main path. The voltage loss generated by the diode can exceed 1 V which imposes operating limits at low voltages. In addition, the size of the diodes and their power for high currents is problematic. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the invention relates to a control circuit 15 of the type defined above characterized by a second field effect transistor connected in opposition to the first field effect transistor so as to block the passing the current in both directions of the current path, and a switching unit for activating the second transistor so as to release the current flow in the direction of the current path, when the polarity corresponds to that prescribed for the spark plug; pencil. An essential point of the invention lies in the simplicity of the construction of the control circuit which only provides a second field effect transistor connected in opposition with the first transistor to block the current flow in both directions of the control circuit. current path. The switching means activates the second transistor to release the flow of current in the current path corresponding to the polarity prescribed for the candle-pencil. The simplicity of construction of this polarity fault protection circuit makes it particularly reliable and economical. According to an advantageous embodiment, the two field effect transistors are realized respectively as P-channel or N-channel transistors.

Le montage du transistor FET à canal P permet ainsi une activation simple du transistor sans pompe de charge. En plus cela permet une bonne évacuation de la chaleur. Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'unité de commutation comprend une pompe de charge notamment dans le cas où les transistors à effet de champ sont réalisés comme transistors à canal N. Dans ce cas également on réalise une bonne évacuation de la chaleur. De plus le montage de transistors à effet de champ FET à canal N est significativement plus avantageux que celui des transistors FET à canal P, comparables. Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, il comporte une unité de protection pour surveiller l'unité de commutation et pour neutraliser le premier transistor à effet de champ lorsqu'un critère de désactivation est rempli. Cela permet ainsi de blo- quer un passage de courant dans les conditions déterminées. Le critère de désactivation (ou neutralisation) est satisfait avantageusement si la valeur d'activation d'une grandeur électrique caractéristique de l'unité de commutation est inférieure ou égale à une valeur limite prédéfinie pour cette grandeur. Cela permet de reconnaître par exemple d'une manière particulièrement simple un défaut de l'unité de commutation et d'exclure ainsi une fonction défectueuse du circuit de commande. La grandeur électrique caractéristique est de préférence une tension qui se mesure très facilement et qui est par exemple une tension déjà surveillée comme grandeur de commande. Si la valeur limite prédéfinie de la tension dépasse d'au moins 3,5 volts la tension d'alimentation du circuit cela permet une neutralisation particulièrement fiable. Mounting the P-channel FET transistor thus allows simple activation of the transistor without a charge pump. In addition it allows a good evacuation of heat. According to another preferred embodiment of the invention, the switching unit comprises a charge pump, in particular in the case where the field effect transistors are implemented as N-channel transistors. In this case, a good evacuation is also performed. heat. In addition, the mounting of N-channel FET field effect transistors is significantly more advantageous than that of comparable P-channel FET transistors. According to another preferred embodiment of the invention, it comprises a protection unit for monitoring the switching unit and for neutralizing the first field effect transistor when a deactivation criterion is fulfilled. This makes it possible to block a passage of current under the conditions determined. The deactivation (or neutralization) criterion is advantageously satisfied if the activation value of a characteristic electrical quantity of the switching unit is less than or equal to a predefined limit value for this quantity. This makes it possible to recognize, for example, in a particularly simple way a fault of the switching unit and thus to exclude a defective function of the control circuit. The characteristic electrical quantity is preferably a voltage which is measured very easily and which is for example a voltage already monitored as a control variable. If the predefined limit value of the voltage exceeds the supply voltage of the circuit by at least 3.5 volts, this enables particularly reliable neutralization.

Du point de vue de l'économie de place il est avantageux que l'unité de commande comporte un composant électrique ou électronique adapté pour commander le premier transistor à effet de champ d'une manière spécifique à l'application et l'unité de protection est réalisée en une seule partie avec ce composant. From the point of view of saving space, it is advantageous for the control unit to comprise an electrical or electronic component adapted to control the first field effect transistor in a manner specific to the application and the protection unit. is made in one part with this component.

De façon particulièrement avantageuse, la pompe de charge fait corps avec le composant. Ainsi tout composant distinct de-vient inutile ce qui simplifie la construction du circuit de commande et se traduit en outre par une économie. Particularly advantageously, the charge pump is integral with the component. Thus, any separate component of unnecessary comes which simplifies the construction of the control circuit and also results in a saving.

Le problème posé ci-dessus est également résolu par un procédé de commande de bougie-crayon du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le procédé de commande de bougies-crayons, pour protéger contre les erreurs de polarité, comportant une unité de commande pour commander une bougie d'allumage, l'unité de commande ayant un premier transistor à effet de champ branché dans un chemin de courant commun avec la bougie-crayon, caractérisé par les étapes suivantes - branchement d'un second transistor à effet de champ dans le chemin de courant pour être relié en sens opposé avec le premier transistor et bloquer le passage du courant dans ce chemin de courant, dans les deux directions, et - activer le second transistor pour libérer le passage du courant dans la direction du chemin de courant, direction qui correspond à la polarisation prescrite de la bougie. The above problem is also solved by a candle-pencil control method of the type defined above characterized in that the control method of candle-pencils, to protect against polarity errors, comprising a control unit for controlling a spark plug, the control unit having a first field effect transistor connected in a common current path with the candle-pencil, characterized by the following steps - connection of a second field effect transistor in the current path to be connected in the opposite direction with the first transistor and block the flow of current in this current path, in both directions, and - activate the second transistor to release the flow of current in the direction of the path of current, which direction corresponds to the prescribed polarization of the candle.

Un point essentiel du procédé selon l'invention réside dans le déroulement simple de la commande. Selon ce déroulement, un second transistor à effet de champ est branché dans le chemin de courant en opposition au premier transistor pour bloquer le passage du courant dans les deux directions de ce chemin de courant ; le second transistor est activé pour libérer le passage du courant dans le sens du chemin de courant qui correspond à la polarité prescrite pour la bougie-crayon. Dans ce cas également la simplicité de l'exécution du procédé constitue une protection fiable et économique contre toute erreur de branchement. An essential point of the method according to the invention lies in the simple operation of the command. According to this procedure, a second field effect transistor is connected in the current path in opposition to the first transistor to block the flow of current in both directions of this current path; the second transistor is activated to release the flow of current in the direction of the current path which corresponds to the prescribed polarity for the candle-pencil. In this case also the simplicity of the execution of the process constitutes a reliable and economical protection against any connection error.

La valeur d'activation d'une grandeur caractéristique électrique appliquée au second transistor à effet de champ se surveille de manière préférentielle et le premier transistor à effet de champ est désactivé si cette valeur correspond à une valeur limite, prédéfinie, de cette grandeur ou descend en dessous de cette valeur limite. Cela per- met de bloquer en toute sécurité le passage du courant même si le circuit de commande présente un défaut. La construction du circuit de commande selon l'invention est particulièrement simple et ainsi plus fiable et moins encombrante si la pompe de charge d'un circuit dédié ASIC est utilisée dans une unité de commutation pour activer le second transistor à effet de champ. Dessins Le circuit de commande et le procédé de commande selon l'invention seront décrits ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation se rapportant aux dessins annexées dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références : - la figure 1 montre un circuit de commande de bougie-crayon avec une polarité standard (prescrite) comportant une unité de commuta- tion et de protection, intégrée très largement dans l'unité de corn- mande, - la figure 2 montre le circuit de commande de la figure 1, selon l'invention avec une polarité standard (inversée), l'unité de commutation et de protection n'étant pas représentée, - la figure 3 montre un circuit de commande connu pour des bougies- crayons avec une polarité standard (prescrite), et - la figure 4 montre le circuit de commande connu de la figure 3 avec une polarité non standard (inversée). Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 monte un circuit de commande 10 selon l'invention pour des bougies-crayons 20 avec une polarité standard c'est-à-dire prescrite, est une unité de commutation et de protection 40, 50 intégrée très largement dans une unité de commande 30 du circuit 10. Le chemin principal de courant P du circuit 10 comporte selon l'invention, deux transistors à effet de champ FET1 et FET2, branchés en opposition, et qui sont traversés selon la polarité par un courant dans la direction D. Lorsque le transistor FET2 n'est pas activé, le courant traverse sa diode parasite (celle-ci est représentée par une ligne en trait mixte) de sorte que le transistor FET2 est surchargé. Pour activer le transistor FET2 on applique une tension U > Ubatt + 3,5 V à l'entrée de la grille qui garantit l'activation. Cela est effectué par une pompe de charge distincte de l'unité de commutation 40 ou (comme représenté) par l'utilisation de la pompe de charge 41 existant déjà dans un composant électronique A (composant ASIC) ; dans le présent exemple il s'agit du composant ASIC L9524. La pompe de charge 41 est reliée par un transistor de commutation 42 au transistor FET2. Si la tension de la pompe de charge 41 est trop basse, lorsque les transistors FET2 et FET2 sont à l'état activé, cela est détecté par l'unité de protection 5 servant à surveiller la pompe de charge ; le transistor FET1 est désactivé par le signal GTx (horloge générale). L'unité de protection 50 est intégrée ici dans le composant A comme l'unité de commutation 40 ; cette solution évite toute pièce supplémentaire et se construit ainsi d'une manière particulièrement peu encombrante. En cas de surcharge du transistor FET2, aucun courant ne passe et le circuit 10 sera protégé d'une manière simple et fiable. The activation value of an electrical characteristic variable applied to the second field effect transistor is preferably monitored and the first field effect transistor is deactivated if this value corresponds to a predetermined limit value of this magnitude or goes down. below this limit value. This makes it possible to block the current flow safely even if the control circuit has a fault. The construction of the control circuit according to the invention is particularly simple and thus more reliable and less cumbersome if the charge pump of a dedicated circuit ASIC is used in a switching unit to activate the second field effect transistor. Drawings The control circuit and the control method according to the invention will be described below with the aid of an exemplary embodiment referring to the appended drawings in which the same elements bear the same references: FIG. candle-pencil control circuit with a standard polarity (prescribed) having a switching and protection unit, integrated very largely in the control unit; - figure 2 shows the control circuit of figure 1 according to the invention with a standard polarity (inverted), the switching and protection unit not being shown, - Fig. 3 shows a known control circuit for candles-rods with a standard polarity (prescribed), and FIG. 4 shows the known control circuit of FIG. 3 with a non-standard (inverted) polarity. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 mounts a control circuit 10 according to the invention for candle-pens 20 with a standard polarity, that is to say prescribed, is a switching and protection unit 40 , 50 integrated very largely in a control unit 30 of the circuit 10. The main current path P of the circuit 10 comprises according to the invention, two field effect transistors FET1 and FET2, connected in opposition, and which are crossed according to the polarity by a current in the direction D. When the FET2 transistor is not activated, the current passes through its parasitic diode (this is represented by a dotted line) so that the transistor FET2 is overloaded. To activate the FET2 transistor, a voltage U> Ubatt + 3.5 V is applied to the input of the gate which guarantees the activation. This is done by a charge pump separate from the switching unit 40 or (as shown) by the use of the charge pump 41 already existing in an electronic component A (ASIC component); in this example it is the ASIC component L9524. The charge pump 41 is connected by a switching transistor 42 to the transistor FET2. If the voltage of the charge pump 41 is too low, when the transistors FET2 and FET2 are in the activated state, this is detected by the protection unit 5 for monitoring the charge pump; the transistor FET1 is deactivated by the signal GTx (general clock). The protection unit 50 is integrated here in the component A as the switching unit 40; this solution avoids any additional room and is thus built in a particularly compact manner. In case of overloading of the FET2 transistor, no current flows and the circuit 10 will be protected in a simple and reliable manner.

La figure 2 montre le circuit de commande 10 de la figure 1 selon l'invention avec une polarité non standard, c'est-à-dire inversée. Cette figure ne montre pas l'unité de commutation et de commande 40 ou 50. Il s'agit en principe d'unités distinctes ou d'unités intégrées dans d'autres groupes fonctionnels de l'électronique du véhicule. Dans le cas d'une inversion de polarité selon la figure 2, le passage du courant à travers le transistor FET2 branché en opposition, sera bloqué. Sa diode parasite et le transistor bloqué c'est-à-dire coupé, arrêtent le passage du courant dans la direction D du chemin de courant P. Le transistor FET2 assure ainsi sa fonction et exclut de manière simple et fiable tout endommagement de la bougie-crayon 20 et/ ou des transistors à effet de champ FET 1, FET2. En revanche la figure 3 montre un circuit de commande 10', connu, pour des bougies-crayons 20 avec une polarité standard, c'est-à-dire prescrite. Contrairement à la réalisation de l'invention pour le circuit de commande, le chemin principal de courant P du circuit de commande 10' comporte l'unique transistor à effet de champ FET1. Une unité de commande 30' comporte en plus du transistor FET1, égale-ment un composant électronique A' (composant ASIC) qui est ici le composant ASIC L9524. Ce composant commande le transistor FET1 par le signal GTx permettant de charger la bougie-crayon 20. Figure 2 shows the control circuit 10 of Figure 1 according to the invention with a non-standard polarity, that is to say inverted. This figure does not show the switching and control unit 40 or 50. In principle these are separate units or units integrated into other functional groups of the vehicle electronics. In the case of a polarity reversal according to FIG. 2, the passage of the current through the connected transistor FET2 will be blocked. Its parasitic diode and the blocked transistor, that is to say cut off, stop the flow of current in the direction D of the current path P. The transistor FET2 thus ensures its function and excludes in a simple and reliable manner any damage to the candle pencil 20 and / or field effect transistors FET 1, FET2. On the other hand, FIG. 3 shows a known control circuit 10 'for candle-rods 20 with a standard polarity, that is to say prescribed. In contrast to the embodiment of the invention for the control circuit, the main current path P of the control circuit 10 'comprises the single field effect transistor FET1. A control unit 30 'further comprises the transistor FET1, also an electronic component A' (ASIC component) which is here the ASIC component L9524. This component controls the transistor FET1 by the signal GTx making it possible to charge the candle-pencil 20.

La figure 4 montre le circuit de commande 10' connu de la figure 3 avec une polarité non standard, c'est-à-dire inversée. Dans le cas d'un tel branchement erroné, le courant passe dans la direction D du chemin de courant P et il traverse ainsi la diode parasite du transis- tor FET1. Il en résulte l'endommagement de la bougie-crayon ou du transistor ce que la conception du circuit de commande selon l'invention permet d'exclure de manière simple, fiable et économique. Figure 4 shows the control circuit 10 'known from Figure 3 with a non-standard polarity, that is to say inverted. In the case of such an erroneous connection, the current flows in the direction D of the current path P and thus passes through the parasitic diode of the transistor FET1. This results in the damage of the candle-pencil or transistor which the design of the control circuit according to the invention allows to exclude in a simple, reliable and economical way.

Claims

CLAIMS 1 °) Control circuit (10) for candle-pencils for protecting them against polarity errors, comprising a control unit (30) for controlling a candle-pencil (20), the control unit having a first a field effect transistor (FET1) connected in the same current path (P) as the candle-pencil, characterized by - a second field effect transistor (FET2) connected in opposition with the first field-effect transistor ( FET1) so as to block the flow of current in both directions of the current path (P), and - a switching unit (40) for activating the second transistor (FET2) so as to release the current flow in the direction 15 (D) of the current path (P), when the polarity corresponds to that prescribed for the candle-pencil (20). 2) A circuit (10) according to claim 1, wherein the two field effect transistors (21, FET2) are respectively formed as P-channel or N-channel transistors. 3) Circuit (10) according to claim 2 1 or 2, characterized in that the switching unit (40) comprises a charge pump (41) in particular in the case where the field effect transistors (FET1, FET2) are implemented as N-channel transistors. Circuit (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a protection unit (50) for monitoring the switching unit (40) and for neutralizing the first field (FET1) when a deactivation criterion is fulfilled. A circuit (10) according to claim 4, characterized in that the deactivation criterion is fulfilled if the activation value of an electrical characteristic variable of the switching unit (40) is equal to or less than a predefined limit value of this magnitude. 6. Circuit (10) according to claim 5, wherein the characteristic electrical magnitude is a voltage. 7 °) Circuit (10) according to claim 6, characterized in that the predefined limit value of the voltage exceeds by at least 3.5 volts, the supply voltage of the circuit (10). 8 °) Circuit (10) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the control unit (30) comprises an electrical or electronic component (A) adapted for the specific control adapted from the first transistor to field effect (FET1) and the protection unit (50) is performed exclusively by this component (A). The circuit (10) according to claim 8, characterized in that the charge pump (41) is integral with the component (A). 10 °) A method of controlling candle-pens, to protect against polarity errors, comprising a control unit (30) for controlling a spark plug (20), the control unit (30) having a first field effect transistor (FET1) connected in a common current path (P) with the candle-pencil (20), characterized by the following steps: - connection of a second field-effect transistor in the current path 35 (P) to be connected in the opposite direction with the first transis-tor (FET1) and block the flow of current in this current path (P), in both directions, and - activate the second transistor (FET2) to release the passing the current in the direction (D) of the current path (P), which direction corresponds to the prescribed polarization of the candle (20). Method according to Claim 10, characterized in that the activation value of an electrical characteristic variable applied to the second field effect transistor (FET2) is monitored and the first field effect transistor (FET1) is neutralized if this value corresponds to a predefined limit value of this quantity or is less than this value. 15